壓電材料的分類及特性是怎樣的
壓電材料以其驚人的特性從未使用的設(shè)備振動(dòng)中產(chǎn)生電能，正在成為革命性的能量采集器。由于對(duì)這些材料的研究，如今有很多壓電材料可供選擇，這些材料有不同的規(guī)格特性。
那么，壓電材料究竟有哪些類型，如何選擇符合我們要求的材料？在本文中，小編將簡(jiǎn)單介紹不同類型的壓電材料及其特性，以及在選擇時(shí)需要注意的事項(xiàng)。
壓電材料的主要類型
壓電材料包括幾種不同的類型，主要包括以下幾種。
1、自然存在
這些晶體是具有非中心對(duì)稱晶格的各向異性電介質(zhì)。水晶材料，如石英、羅謝爾鹽、黃玉、電氣石族礦物，以及一些有機(jī)物質(zhì)，如絲綢、木材、牙釉質(zhì)、骨頭、頭發(fā)、橡膠、牙本質(zhì)都屬于這一類。
2、人造合成材料
具有鐵電特性的材料被用來(lái)制備壓電材料。人造材料分為五個(gè)主要類別——石英類似物、陶瓷、聚合物、復(fù)合材料和薄膜。
聚合物：聚偏二氟乙烯、PVDF或PVF2。
復(fù)合材料：壓電復(fù)合材料是壓電聚合物的升級(jí)版。它們可以有兩種類型，一種是壓電聚合物，其中壓電材料浸入電無(wú)源矩陣中；另一種是使用兩種不同陶瓷制成的壓電復(fù)合材料，例如增強(qiáng)PZT基體的BaTiO3纖維。
晶體結(jié)構(gòu)為鈣鈦礦的人造壓電材料：鈦酸鋇、鈦酸鉛、鋯鈦酸鉛（PZT）、鈮酸鉀、鈮酸鋰、鉭酸鋰等無(wú)鉛壓電陶瓷。
壓電材料的主要特性
不同壓電材料的特性是不相同的，下面分別介紹下。
1、石英
石英是最流行的單晶壓電材料，單晶材料根據(jù)體波傳播的切割和方向表現(xiàn)出不同的材料特性。在AT切割的厚度剪切模式下運(yùn)行的石英振蕩器用于計(jì)算機(jī)、電視和VCR。
在SAW設(shè)備中，使用具有X傳播的ST切割石英，該石英具有極高的機(jī)械品質(zhì)因數(shù)QM>105。
2、鈮酸鋰和鉭酸鋰
這些材料是由氧八面體組成的。
這些材料的居里溫度分別為1210°C和6600°C。
這些材料對(duì)表面聲波具有高機(jī)電耦合系數(shù)。
3、鈦酸鋇
這些具有摻雜劑（例如Pb或Ca離子）的材料可以在更寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定四方相。
這些最初用于Langevin型壓電振動(dòng)器。
4、壓電陶瓷
用Nb5+或Tr5+等供體離子摻雜PZT可提供軟PZT，如PZT-5。
用Fe3+或Sc3+等受體離子摻雜PZT可提供硬質(zhì)PZT，如PZT-8。
5、鈦酸鉛陶瓷
由于極低的平面耦合，這些可以產(chǎn)生清晰的超聲成像。
近年來(lái)，對(duì)于超聲換能器和機(jī)電致動(dòng)器，正在開(kāi)發(fā)具有準(zhǔn)同性相界(MPB)的單晶弛豫鐵電體。
6、壓電聚合物
壓電聚合物具有某些共同特性，例如：
小的壓電d常數(shù)使它們成為致動(dòng)器的不錯(cuò)選擇。
大g常數(shù)使它們成為傳感器的不錯(cuò)選擇。
這些材料由于重量輕、彈性軟，具有與水或人體良好的聲阻抗匹配。
低QM導(dǎo)致寬諧振帶寬。
是定向麥克風(fēng)和超聲波水聽(tīng)器的首選材料。
7、壓電復(fù)合材料
由壓電陶瓷和聚合物相組成的壓電復(fù)合材料形成優(yōu)良的壓電材料。
高耦合系數(shù)、低聲阻抗、機(jī)械柔韌性是這些材料的特征。
這些材料特別適用于水下聲納和醫(yī)學(xué)診斷超聲換能器應(yīng)用。
8、薄膜
ZnO薄膜由于具有較大的壓電耦合而被廣泛用于體聲波和表面聲波器件。
基于上述這些物理、材料、機(jī)電特性，可以輕松區(qū)分壓電材料，這些特性有助于我們?yōu)槲覀兊膽?yīng)用選擇最好的壓電材料。
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